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超强激光科学卓越创新简报

(第二百零六期)

2021年6月30日

上海光机所在CsPbBr3钙钛矿量子点掺杂光纤的制备和光谱性能研究方面取得新进展

　　近日，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室在无机CsPbBr3钙钛矿量子点掺杂光纤的制备和光谱性能研究方面取得新进展。研究人员尝试采用堆垛法制备了光纤预制棒，再进行拉丝和热处理得到了具有良好稳定性，以CsPbBr3量子点微晶玻璃为纤芯，磷酸盐玻璃为包层的复合光纤，该研究提出了在CsPbBr3量子点光纤中实现可见激光的潜力、挑战和问题，为未来的实验工作提供了一些参考。相关研究成果发表在Journal of Alloys and Compounds.

　　由于光纤具有通信容量大，传输特性好，抗电磁干扰，无辐射，寿命长，损耗小，易制造和集成，以及成本低等优点被广泛研究，如果能在CsPbBr3量子点掺杂的光纤中实现可见激光输出，这将会打破采用稀土离子掺杂光纤实现激光发射的传统方法，同时具有非常重要的应用前景。例如，由于CsPbBr3量子点的发光波长恰好位于海水的电磁波透过窗口，同时还接近红细胞一类的人体细胞的最佳吸收波长，在彩色激光显示，激光医疗，海洋探测、水下通信等军事领域都具有重要的地位，在工业、印刷、光存储、相干通信、信息处理等领域也有着广泛的应用。本研究采用堆垛法制备了光纤预制棒，再进行拉丝和热处理得到了以CsPbBr3量子点微晶玻璃为纤芯，磷酸盐玻璃为包层的复合光纤。拉曼光谱证实了在光纤中形成了CsPbBr3量子点，光谱性能测试结果表明热处理后的量子点复合光纤同玻璃的发射带一样出现红移，但光纤的发射峰波长短于玻璃。随着光纤长度的增加，发光中心波长也会红移，但随着热处理温度的增加，CsPbBr3量子点光纤的发光中心波长随长度的增加红移量变小。由于光纤在520 nm附近的损耗偏高，没有观测到激光放大的结果，反映了研究制备短波长的激光光纤还是一个挑战。

　　相关研究得到了国家自然科学基金的资助（No. 51872308）。（高功率激光单元技术实验室供稿）

　　原文链接

图 (a) fiber-PG光纤和在不同热处理温度下光纤光放大测试的装置图；

(b-f) fiber-PG光纤和在不同热处理温度下光纤的光谱图；(g) 空白对照：无纤芯光纤的光谱图

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